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Profile

​Das Forschungsgebiet der Arbeitsgruppe Schlücker ist die molekulare Bio- und Nano-Photonik. Der erste Forschungsschwerpunkt ist das Design und die Synthese maßgeschneiderter funktionalisierter Edelmetallkolloide für bioanalytische und biomedizinische Anwendungen (Assays, Immunhistochemie) in Kombination mit optischen Ausleseverfahren. Mit einer quantitativen und parallelen Multiparametererfassung tumorrelevanter Marker möchten wir in enger Zusammenarbeit mit Pathologen einen Beitrag zu einer signifikant differenzierteren, personalisierten und prädiktiven Krebsdiagnostik leisten. Zur physikalisch-chemischen Charakterisierung der von uns konzipierten und hergestellten Nanopartikel werden u.a. verschiedene Methoden der optischen Mikroskopie und Spektroskopie sowie der Elektronenmikroskopie eingesetzt. Wichtig ist uns der Schulterschluss von Theorie und Experiment: Ausgehend von der theoretischen Beschreibung der optischen Eigenschaften einzelner Gold- und Silbernanopartikel sowie definierten Clustern werden funktionalisierte Kolloide mit maßgeschneiderten chemischen und physikalischen Eigenschaften synthetisiert. Zur Identifizierung von Struktur-Aktivitäts-Korrelationen führen wir Experimente auf Einzelpartikelniveau durch. Der zweite Arbeitsschwerpunkt der Gruppe ist der Einsatz laserspektroskopischer Verfahren zur Verfolgung molekularer Erkennungsvorgänge. Die molekülspektroskopischen Experimente werden durch multivariate / chemometrische Analyseverfahren ausgewertet und von computerchemischen Rechnungen begleitet. In grundlegenden methodischen Arbeiten haben wir gezeigt, dass sich die Erkennung von kleinen Peptiden durch maßgeschneiderte artifizielle Peptidrezeptoren (Arbeitsgruppe Schmuck, Organische Chemie, UDE) markierungsfrei und quantitativ mittels Schwingungsspektroskopie verfolgen lässt. Zukünftige Arbeiten zielen auf die quantitative, markierungsfreie und vor allem seitengruppenspezifische Erfassung molekularer Erkennungsprozesse zwischen kleinen maßgeschneiderten organischen Liganden und Proteinen ab.

The Schluecker group is working in the field of Bio- and Nano-Photonics. The rational design and chemical synthesis of tailor-made functionalized metal colloids for bioanalytical and biomedical applications (assays, immunohistochemistry) in combination with optical detection is one focus of our research. In cooperation with pathologists, we aim at establishing a methodology for highly differentiated, individualized and predictive tumor diagnostics based on a quantitative multi-parameter detection of tumor-relevant biomarkers, in particular for biomarkers in tissues employing in-situ optical imaging approaches. Various methods of optical microscopy and spectroscopy in combination with electron microscopy are employed for the characterization of the physical and chemical properties of our novel nanoparticle-based agents. The interplay between theory/simulation and experiments is important to us: Starting from the physical description and computation of the optical properties of single gold and silver nanoparticles as well as clusters thereof, we follow a theory-guided approach to rationally design and synthesize functionalized colloids with tailor-made physical and chemical properties. Experiments at the single-particle level are performed in order to unambiguously characterize the physical and chemical properties as well as to establish correlations between structure/morphology and the corresponding properties/optical spectra. A second line of research is the use of laser spectroscopic techniques for monitoring molecular recognition processes. Data from molecular vibrational spectroscopies are analyzed by multivariate/chemometric techniques and compared with results from computational chemistry. In fundamental methodological work, we have demonstrated that vibrational Raman and mid infrared spectroscopy are ideally suited for quantitative and label-free monitoring of the molecular recognition between small peptides and rationally designed artificial receptors (Schmuck group, organic chemistry, UDE). Future work aims at quantitative, label-free and in particular site-specific probing of molecular recognition processes between small rationally designed supramolecular ligands and proteins.